[发明专利]金属尤其是钢的带材连铸工艺方法及其设备

说明书

本发明涉及一种金属、尤其是钢的带材连铸方法及其设备。使用本发明方法时，金属熔液从存贮容器中有控制地喷入结晶器并有控制地拉出的连铸带材，其厚度为10-40毫米。

根据物理学有关原理，人们有可能满足热轧带材材料性能要求的同时，把铸坯压缩比降至最小（大于3），结果是使生产连铸带材的新工艺在此基础上又得到了新的发展。

连铸板坯（厚度约200-300毫米）和连铸带材的传统生产线由粗轧机列、中间机列和精轧机列组成，它的压缩比大于30。所有其它生产线，为型材，无缝管以及厚板生产线的压缩比却已经达到3-10。为了把压缩比从大于30降至大于3，生产线中取消了粗轧机列和中间机列，也取消了部分精轧机列。这样就产生了连铸新工艺，它大大地缩短了生产线，减少了从连铸带材转变成热轧带材的生产成本。

连铸的现有技术可分成下面几种方法，各种方法均有其独立含义。在垂直连铸和水平连铸中，有时使用振动模，有时则设法使铸坯和水平连铸模之间产生相对运动。当使用移动式金属模时，在金属模下面应装有若干对皮带机、轧辊、链条以及类似的机构。

本发明的任务在于：在连铸薄坯时，如果薄坯所用的连铸金属模相当窄小那么在浇注后也要使金属熔液在薄坯横截面上既迅速而又尽可能均匀地凝固。

所述任务将按本发明下列措施来完成。金属熔液由存贮器中有控制地浇放由两条可运动的环形薄带构成的结晶器，并有控制地拉出连铸带材，其厚度为10-40毫米，而且从存贮器中先将过热能量导出，其特征在于：使浇入存贮器的金属熔液具有3-10℃的过热温度，并将金属熔液浇入结晶器，此时金属熔液和晶体两相区的总粘度值为小于300厘泊。这样的粘度能使厚度为10-40毫米薄坯的横截面冷却迅速且冷却均匀，以前常用的高达数米的熔化池也可因此而省去。根据这种做法，浇注速度提高了，相应地凝固铸坯的生产率也显著提高。关于如何设法把浇入存贮器中金属熔液的过热能量导出，以及保证金属熔液浇入结晶器前或在浇注时使其中已包含一定数量晶体，这种设想可以有各种不同的实施例。

本发明设想，可以通过金属熔液的强制对流有控制地导出存贮容器中的过热能量。这里所说的强制对流例如，可以通过搅拌金属熔液来实现。

此时应考虑金属熔液的粘滞性，因为存贮容器中的金属熔液，或介于存贮容器和结晶器之间的金属熔液已被冷却，金属熔液和晶体两相区的粘度值已达1-5厘泊。

存贮器中的金属熔液受到某种压力的作用，这对存贮器内金属熔液的结晶有好处。金属熔液的粘滞性也因此比纯粹金属的粘滞性要大，它被强制地浇入结晶器。

此外，为了排出过热能量，也可考虑使中间分流罐中集料室的面积大于金属熔液存贮器的面积。

另一种本发明设备实施例是，搅拌装置由电磁线圈构成。

还有一种本发明设备实施例：加热装置由感应电磁线圈构成。

也可以将冷却装置和加热装置组合起来。

本发明实施例如附图所示，并详述如下：

图1，第一个实施例，带材连铸设备的垂直剖面。

图2，第二个实施例，垂直剖面如图1。

图3，第三个实施例（左半图）和第四个实施例（右半图），垂直剖面如图1和图2。

图4，第五个实施例，垂直剖面如图1至图3。

金属熔液1（例如钢水）来自一个存贮金属熔液的容器（图中未另注）。存贮金属熔液的容器可以由浇注桶或中间包构成，其底部装有浇口2，金属熔液可由存贮容器流入一个辅助的中间分流罐3，也可以直接浇入结晶器4。

图1所示结晶器4由一个贴在铸坯5宽边的薄膜6构成，薄膜6的形状为带状6a。它可由不同材料制成，薄膜可取材金属，则可考虑用铝带或钢带制成薄膜。但薄膜6也可以是陶瓷材料，例如厚度为0.1毫米且具有高导热性能的陶瓷材料。此外还可考虑用玻璃纤维膜碳纤维和碳单晶的须晶膜来制成薄膜6，显然，薄膜6也可把上述材料混合而制成。上述材料均能耐温度变化并且有较高的导热性。此外还可考虑将薄膜6与支撑薄膜6的金属带一起使用，金属带不直接接触液状的金属熔液1和外表已凝固的铸坯5。在这种情况下，薄膜6能防止已冷却了的金属带和热铸坯5之间的粘合。